Werkzeugkonstruktion für die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Teile mit einer CNC-Drehmaschine

Durch die Analyse des Prozessplans wird eine spezielle Vorrichtung zur Kombination mit der CNC-Drehmaschine entwickelt und die CNC-Drehmaschine ersetzt den ursprünglichen CNC-Fräsprozess, was nicht nur die Bearbeitungseffizienz verbessert, sondern auch die Bearbeitungsqualität stabilisiert.

Bestellung bei der Universität CNC-Drehen

Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen Schule und Unternehmen Tuofa CNC-Bearbeitung, als Praktikumsfabrik an chinesischen Universitäten, erhielt Aufträge für eine Charge von Teilen (siehe Abbildung 1), die eine CNC-Drehbearbeitung erforderten. Es ist erforderlich, zwei Bogenflächen an den beiden Flügeln des Werkstücks zu bearbeiten. Die beiden Bogenflächen sind gegenüber der Achse des Werkstücks um 180° gedreht und daher exakt gleich. Die Toleranz des Bogens R80mm beträgt 0.057mm. Das Werkstückmaterial ist 45er Stahl, vergütet und die monatliche Produktion beträgt 3,000 Stück.

Abbildung 1 Teile

Der ursprüngliche Prozessweg: Grob- und Feindrehen jedes Außenkreises, Stufenfase, Innenloch und Innenkegel → Bohren von zwei Durchgangslöchern mit einem Durchmesser von 11 mm mit einer Bohrmatrize → Drahtschneidebearbeitung der inneren Keilnut → Drahtschneidebearbeitung des R3-mm-Bogens und zweier rechter Winkel Oberfläche → CNC-Fräsen Maschine zur Bearbeitung von R80mm-Bögen.

Der R80-mm-Bogen wird auf der CNC-Fräsmaschine bearbeitet, und das ursprünglich entworfene einfache Werkzeug verwendet einen konischen Dorn mit einer Konizität von 1:5 und einen Diamantstift zur Positionierung. Das Werkstück kann nur einzeln bearbeitet werden. Obwohl die Bearbeitungsgenauigkeit die Konstruktionsanforderungen erfüllen kann, ist die Bearbeitungseffizienz gering, die Bearbeitungskosten hoch und die Hocheffizienzvorteile der CNC-Fräsmaschine können nicht vollständig genutzt werden.

Nach der Bearbeitung einer Charge von Teilen beschloss Tuofa CNC Machining, den Bearbeitungsplan neu zu gestalten und die Machbarkeit der Bearbeitung von R80-mm-Bögen auf CNC-Drehmaschinen zu prüfen, das Fräsen durch Drehen zu ersetzen, die Produktionseffizienz zu verbessern, die Produktionskosten zu senken und die Erweiterung der Werkzeugmaschine zu maximieren. Umfang der Nutzung.

Bearbeitungstechnik des Werkstücks und Konstruktion von Sondervorrichtungen

Entsprechend den Strukturmerkmalen der Teile wurde die Prozessanalyse erneut durchgeführt. Der R80-mm-Bogen ist ein regelmäßiger Bogen. Solange der Mittelpunkt des Kreises gefunden werden kann und mit dem Drehzentrum der Drehmaschine übereinstimmt, kann er von der Drehmaschine bearbeitet werden. Im Vergleich zum Fräsen wird die Produktionseffizienz erheblich verbessert, daher hat unser Ingenieurteam eine Vorrichtung entwickelt, die auf einer wirtschaftlichen CNC-Drehmaschine verwendet werden kann und mehrere Teile gleichzeitig spannen kann, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2 Vorrichtung

Bearbeitungstechnologie des Werkstücks nach Einsatz neuer Werkzeuge

1) Drehen Sie jede äußere kreisförmige Stufenfase, jedes innere Loch und jedes innere konische Loch grob und fein auf der CNC-Drehmaschine.

2) Auf der Bohrmaschine verwenden Sie die Bohrmatrize, um zwei φ11H8-Durchgangslöcher auf der Ebene zu positionieren und zu bohren (die Bearbeitungsgenauigkeit der Löcher muss für die Positionierung entsprechend verbessert werden).

3) Die Keilnut an der Innenkegeloberfläche wird durch Drahtschneiden bearbeitet. Versuchen Sie zunächst, vor dem Schneiden des inneren konischen Teils einen Stempelteil mit derselben Höhe zu schneiden, und notieren Sie den aktuellen ZSD\ZID\Z0-Wert. Zweitens: Messen Sie den tatsächlichen Winkel und die tatsächliche Größe des Teststücks und berechnen Sie den Korrekturwert. Schneiden Sie abschließend den konischen Teil ab. Die erhaltenen gemessenen Abmessungen und Winkelwerte sind relativ genau und entsprechen den Designanforderungen.

4) CNC-Drahtschneideprozess R3mm-Bogen und zwei rechtwinklige Flächen.

5) Verwenden Sie die neu gestaltete Spezialvorrichtung am CNC-Drehmaschine, und verwenden Sie das 1:5 innere konische Loch als Positionierungsreferenz (da die Positionierungsreferenz konvertiert wurde, sollte die Koaxialität zwischen dem konischen Loch und der Designreferenz bei der Verarbeitung des vorherigen Prozesses sichergestellt werden), R80-mm-Bogenfläche verarbeiten. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Bearbeitung der R80-mm-Bogenfläche tatsächlich in das Drehen eines φ160-mm-Lochs umgewandelt.

Der Aufbau und das Funktionsprinzip des Geräts

Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Klemmkörper, einem konischen Dorn, einem Diamantstift und einem Andrückelement [1]. Lassen Sie nach der Installation die R80-mm-Bogenfläche des Werkstücks auf dem Kreis mit dem Drehmittelpunkt der Drehspindel als Mittelpunkt und einem Radius von 80 mm verteilen, wie in Abbildung 3 und Abbildung 4 dargestellt.

1 – Konischer Dorn 2 – Werkstück 3 – Unterlegscheibe 4 – Mutter 5 – Rhombusstift

Abbildung 3 Werkstückspannung

Abbildung 4 Anordnung der Werkstückspannung

Installieren Sie auf dem Umfang des Klemmkörpers mit einem Durchmesser von 160 mm so viele Positionierungsdorne und Diamantstifte wie möglich entsprechend der Größe des Werkstücks und achten Sie darauf, dass sich die Werkstücke nicht gegenseitig behindern und nutzen Sie die Funktion voll aus Raum. Jedes der am Werkstück gebohrten Löcher mit einem Durchmesser von 11H8 dient der verdrehsicheren Positionierung, so dass mehrere Werkstücke gleichzeitig bearbeitet werden können.

Positionierungsanalyse des Werkstücks in der Vorrichtung

Das Werkstück wird auf dem Spannkörper montiert, der konische Dorn begrenzt die 5 Freiheitsgrade des Werkstücks und der rautenförmige Stift begrenzt 1 Rotationsfreiheit, was einer Positionierung mit zwei Stiften auf einer Seite entspricht. Die sechs Freiheitsgrade des Werkstücks sind vollständig eingeschränkt, was zur vollständigen Positionierung gehört, und die Positionierung ist sicher und zuverlässig [1, 2], wie in Abbildung 5 dargestellt.

Abbildung 5 Werkstückpositionierung

1 – Konischer Dorn 2 – Werkstück 3 – Unterlegscheibe 4 – Mutter 5 – Rhombusstift 6 – Klemmkörper

Hauptkomponenten der Vorrichtung

1) Klemmkörper Wie in Abbildung 6 dargestellt, sollte die Größe des Flansches, der den Klemmkörper mit der Werkzeugmaschine verbindet, entsprechend der Größe des Spindelendes der Werkzeugmaschine vorbereitet werden. Die Umfangsgröße der 6 Löcher für die Installation des Positionierungsdorns und die Position der Löcher für die Installation der 6 Diamantstifte sollten nach genauer Berechnung entsprechend der Radiusgröße und den Positionsanforderungen des Bearbeitungsbogens bestimmt werden.

Abbildung 6 Klemmkörper

2) Konischer Dorn, wie in Abbildung 7 dargestellt.

Abbildung 7 Konischer Dorn

3) Rautenförmiger Stift Wie in Abbildung 8 gezeigt, ist der rautenförmige Stift mit einem kleinen Spalt auf das Positionierungsloch des Werkstücks abgestimmt, was nicht nur eine bequeme Installation gewährleistet, sondern auch die Drehung des Werkstücks auf einen kleinen Wert begrenzt möglich. Bei der Montage des Diamantstifts und des Klemmkörpers wird eine Presspassung von φ10H7/n6 angewendet, um sicherzustellen, dass der Diamantstift fest am Klemmkörper befestigt ist. Es ist zu beachten, dass bei der Montage des Diamantstifts am Klemmkörper die schmale Fläche des Diamantstifts senkrecht zur Linie stehen sollte, die die Mitte des Diamantstifts und die Mitte des konischen Lochs des Werkstücks verbindet.

Abbildung 8 Diamantstift

So verwenden Sie die Vorrichtung

Installieren Sie die Vorrichtung an der Werkzeugmaschinenspindel und überprüfen Sie die korrekte Installation mit einer Messuhr.

Nach Abschluss der entsprechenden Verfahren wird das Werkstück auf dem Spannkörper montiert und mit einer Mutter gedrückt. Anschließend kann die R80-mm-Bogenfläche gedreht werden [3, 4]. Der Prozess ist: ① Vordrehen des Werkstücks mit einem 160-mm-Loch, wobei 1 mm Schlichtaufmaß verbleibt. ②Feindrehen des Werkstücks mit einem Lochdurchmesser von 160 mm entsprechend den Toleranzanforderungen.

Nachdem die Bearbeitung abgeschlossen ist, entfernen Sie das Werkstück, drehen Sie das Werkstück um 180° und installieren Sie es erneut. Anschließend kann die R80-mm-Bogenfläche auf der anderen Seite des Werkstücks bearbeitet werden.

Durch die gleichzeitige Installation mehrerer Bearbeitungsteile wird der Leerhub des Werkzeugs reduziert, die effektive Schnittzeit erhöht und die Bearbeitungseffizienz deutlich verbessert. Für die Bearbeitung auf CNC-Fräsmaschinen kommen Schnellarbeitsstahlwerkzeuge zum Einsatz, auf CNC-Drehmaschinen Hartmetallwerkzeuge. Da die Schnittparameter von Hartmetallwerkzeugen viel höher sind als die von Schnellarbeitsstahlwerkzeugen, verbessert die Verwendung dieser Vorrichtung nicht nur die Schnitteffizienz, sondern auch die Schnitteffizienz. Auch die Werkzeugkosten werden reduziert und der umfassende wirtschaftliche Nutzen deutlich verbessert.

Tuofa CNC Machining Innovationsprozess, um mit den Veränderungen der Zeit Schritt zu halten

Bei der Konstruktion mechanischer Teile wird häufig die Lichtbogenoberfläche verwendet, und die Verarbeitungstechnologie der Lichtbogenoberfläche ist vielfältig, und je nach Lichtbogenkrümmung, Material und technischen Anforderungen sollten unterschiedliche Verarbeitungstechnologien angewendet werden. Da unterschiedliche Verarbeitungstechniken zwangsläufig unterschiedliche Verarbeitungseffekte hervorrufen, müssen die Techniker bei der Zusammenstellung der Verarbeitungstechniken verschiedene Prozessschemata vollständig demonstrieren.

Der traditionelle Prozess ist sicherlich machbar, aber mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie ist eine große Anzahl neuer Geräte und neuer Werkzeugmaterialien entstanden, und auch Prozessdesigner müssen mit der Zeit Schritt halten und sich weiterentwickeln CNC-Bearbeitung traditionelle Prozesse zu durchbrechen, optimale Lösungen zu übernehmen und wirtschaftliche Vorteile zu maximieren. Durch die praktische Umsetzung dieser Arbeit wurde bewiesen, dass es durchaus möglich ist, wirtschaftliche CNC-Drehmaschinen und angemessene Prozessausrüstung zu verwenden, um Fräsen anstelle von Drehen und die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Teile zu realisieren.

Die Vorrichtung ist einfach aufgebaut, bequem herzustellen, weist eine gewisse Universalität auf und hat eine gewisse Referenzbedeutung für die Bearbeitung von Lichtbogenelementen an Sonderteilen.